(57)【要約】【課題】  基材表面の防水手段としては、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等、有機化合物で表面を被覆する方法が多く採用されているが、これらの有機化合物は太陽光に含まれている紫外線等の影響により劣化現象が生じて外観が損なわれる課題があり、無機系化合物を塗布する方法にあっては、表面に塗布してから乾燥するまでの時間も浸透行為が推進しているため乾燥した頃には表面付近は、せっかく塗布した無機系化合物は存在しない等の課題がある。【解決手段】  基材表面に水素イオン濃度９〜１３の珪酸ナトリウム含有表面層またはコロイダルシリカと珪酸ナトリウム含有表面層を形成する。さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に水素イオン濃度９〜１３に調整された珪酸ナトリウムを含有する表面層が形成され、さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングすると前記珪酸ナトリウムは接触に応じて反応凝固し、前記表面層に防水性および防汚性を呈することを特徴とするシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項２】
基材表面に水素イオン濃度９〜１３に調整されたコロイダルシリカと珪酸ナトリウムを含有する表面層が形成され、さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングすると前記コロイダルシリカと前記珪酸ナトリウムは接触に応じて反応凝固し、前記表面層に防水性および防汚性を呈することを特徴とするシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項３】
前記水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤には塩酸、硫酸、硝酸の何れかを含有してなることを特徴とする特許請求項１〜２記載のシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項４】
前記珪酸ナトリウム含有層、前記コロイダルシリカと珪酸ナトリウ厶の含有層、前記結晶化促進剤の何れか若しくは全部に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎの金属を添加してなることを特徴とする特許請求項１〜２記載のシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項５】
表面層を形成してなるコーティング手段としては、スプレーコーティング法、ローラーコーティング法、はけコーティング法、フローコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法の、何れが若しくは併用してなることを特徴とする特許請求項１〜２記載のシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項６】
基材表面を結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程または、結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程と、前記被覆物を固化する工程を含む前記表面層に防水性および防汚性を呈するシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項７】
基材表面を珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程または、コロイダルシリカ粒子と珪酸ナトリウ厶粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程と、５０〜１０００℃の温度で焼成する工程を含む前記表面層に防水性および防汚性を呈する請求項６に記載のシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項８】
基材表面に結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する被覆物を形成する工程または、結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する被覆物を形成する工程と、次いでその上に結晶化促進剤をコーティングし固化する工程、を含む前記表面層に防水性および防汚性を呈するシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【請求項９】
結晶性珪酸ナトリウム粒子または結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤と、次いでその上にコーティングする結晶化促進剤からなり；基材にコーティングし固化させることによって、基材表面層を前記結晶性珪酸ナトリウム粒子または前記結晶性コロイダルシリカ粒子と前記結晶性珪酸ナトリウム粒子は前記結晶化促進剤との接触に応じて反応凝固してなり、且つ、前記基材表面層に防水性および防汚性を呈するシリカ反応凝固による防水および防汚手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基材表面を高密度に凝固し、且つ維持する技術に関する。より詳しくは、本発明は、石、コンクリート、発泡樹脂、木質系、漆喰、セメント、石膏、セラミック、レンガ、金属、非鉄金属、繊維、紙その他の基材表面を高密度に凝固することにより、基材に防水機能および防汚機能を付加することにより、大理石、御影石、墓石、石造モニュメント、加工石、天然岩石、石造腰掛などの石材からなる品々；電柱、平面道路、高架道路、盛土道路、切土道路、道路縁石、道路用壁、鉄道用壁、鉄道用プラットホーム、荷作業用プラットホーム、建築物用壁、建築物用床、境界用壁、建築物、工作物、建物、建物の布基礎および基礎、桟橋、護岸、岸壁、防波堤、歩道、駐車場床、テトラポット、ダム、放水路、ヒューム管、Ｕ字管、集合枡、トンネル、モニュメント、ブロック、プール、ベンチ、腰掛、気泡コンクリートなどのコンクリート材料からなる品々；おもちゃ、遊具、モニュメント、反射板、ベンチ、腰掛、衝撃緩衝具など発泡樹脂材料からなる品々；家具、建具、内装建材、外装建材、土台、柱、壁、ベンチ、腰掛、遊具、おもちゃ等やパーチクルボード、ベニヤなどの木質系材料からなる品々；あるいは、ハードボード、スレート、木質系セメント板、繊維系強化セメント板などのセメント品：テラゾータイル、モザイクタイルなどのタイル品：その他にも、石膏ボード、軽量不燃建材、漆喰、リシン、粘土瓦、瓦、モルタル、セラミック、レンガ、金属、非鉄金属、繊維、紙などの品々に汚れの染み込みを予防、さらには付着した汚れを容易に除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  多くの基材表面は、スポンジ状になっており無数の小さな孔から水分が限りなく浸透する。浸透した水分は天候などの影響により乾燥／吸水を繰り返すことにより、例えば、建築物の外壁に用いられている大理石や御影石、或いは、タイルやコンクリートなどに亀裂や損傷の原因となっている。
【特許文献１】  特開２００３−１３８２１２
【０００３】  基材表面の防水方法としては、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の有機化合物で表面を被覆する方法、無機系化合物と合成樹脂エマルジョンを併用する方法、無機系化合物を浸透する方法など様々な手段が公開されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  基材表面の防水方法としては、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等、有機化合物で表面を被覆する方法が多く採用されているが、これらの有機化合物は太陽光に含まれている紫外線等の影響により劣化現象が生じて外観が損なわれる課題がある。【０００５】  無機系化合物を塗布する方法にあっては、表面に塗布してから乾燥するまでの時間も浸透行為が推進しているため乾燥した頃には表面付近は、せっかく塗布した無機系化合物は存在しない等の課題がある。【０００６】  本発明は、様々な基材表面を恒久的に維持することが出来る防水・防汚機能を付与することを目的とし、さらに簡単・安価に施工することができるシリカ反応凝固による防水および防汚手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的を達成するために、本発明のシリカ反応凝固による防水および防汚手段においては、基材表面に珪酸ナトリウムを含有する表面層、コロイダルシリカと珪酸ナトリウムを含有する表面層を形成し、さらにその上に結晶化促進剤をコーティングすることによりシリカを素早く反応凝固させる手段によるものである。【０００８】  基材表面に水素イオン濃度９〜１３に調整された珪酸ナトリウムを含有する表面層が形成され、さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングすると前記珪酸ナトリウムは接触に応じて反応凝固し、前記表面層に防水性および防汚性を呈する手段が望まれる。これらの表面基材としては塗装又は同一種類及び異なる種類の基材を貼り合わせたもの若しくは組合せ、及び積層されたものも含むことが好まれる。【０００９】  基材表面に水素イオン濃度９〜１３に調整されたコロイダルシリカと珪酸ナトリウムを含有する表面層が形成され、さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングすると前記コロイダルシリカと前記珪酸ナトリウムは接触に応じて反応凝固し、前記表面層に防水性および防汚性を呈する手段が望ましい。これらの表面基材としては塗装又は同一種類及び異なる種類の基材を貼り合わせたもの若しくは組合せ、及び積層されたものも含むことが好ましい。【００１０】  前記水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤には塩酸、硫酸、硝酸の何れかを含有する事が望まれる。塩酸、硫酸、硝酸の何れかを含有させることにより、水素イオン濃度９〜１３のアルカリ性に調整された珪酸ナトリウムを含有する表面層およびコロイダルシリカと珪酸ナトリウムを含有する表面層の上から結晶化促進剤をコーティングすることで表面層に接触、素早く中性化して反応凝固する。【００１１】  表面層を形成する珪酸ナトリウム含有溶剤またはコロイダルシリカと珪酸ナトリウ厶を含有する溶剤および結晶化促進剤の何れか若しくは複数にＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎの金属を添加する手段が望ましい。これらの金属は自身が殺菌力を有しており添加された表面層は、表面に付着した細菌を死滅させることができる。更に、この表面層は、カビ、コケ、藻のような微生物の成長を抑制できる。しかして、微生物起因による基材表面の汚れ付着がより有効に抑制される。【００１２】  表面層を形成するコーティング手段としては、基材や目的に応じて、スプレーコーティング法、ローラーコーティング法、はけコーティング法、フローコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法の、何れか若しくは併用する手段が好ましい。【００１３】  基材表面を結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程または、結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程と、前記被覆物を固化する工程を含む手段が望まれる。しかして、乾燥して得られる被膜は、大気中のあらゆる条件に不感となり、耐候性が向上する。【００１４】基材表面を珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤て被覆する工程または、コロイダルシリカ粒子と珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤および結晶化促進剤で被覆する工程と���５０〜１０００℃の温度で焼成する工程を含む手段が好まれる。一度乾燥した被膜は約１０００℃まで分解や溶融を起こさず安定する。【００１５】  基材表面に結晶性珪酸ナトリウ厶粒子を含有する被覆物を形成する工程または、結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウ厶粒子を含有する被覆物を形成する工程と、次いでその上に結晶化促進剤をコーティングし固化する工程、を含む手段が好まれる。乾燥して得られる被膜は、耐湿、耐火及び防虫効果に優れる。【００１６】  基材表面に、結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する被覆物を形成する工程と、次いでその上に結晶性コロイダルシリカ粒子または硝酸を含有する溶液をコーティングし、固化する工程を含む手段が望ましい。乾燥して得られる被膜は、耐湿、耐火及び防虫効果に優れる。【００１７】  結晶性珪酸ナトリウム粒子または結晶性コロイダルシリカ粒子と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶剤と、次いでその上にコーティングする結晶化促進剤からなり；基材にコーティングし固化させることによって、基材表面層を前記結晶性珪酸ナトリウ厶粒子または前記結晶性コロイダルシリカ粒子と前記結晶性珪酸ナトリウム粒子は前記結晶化促進剤との接触に応じて反応凝固してなり、且つ、前記基材表面層に防水性および防汚性を呈する手段が望まれる。【００１８】  前記結晶性コロイダルシリカ粒子または硝酸と結晶性珪酸ナトリウム粒子を含有する溶液をコーティングし表面層に防水性および防汚性を呈する手段が好まれる基材としては、大理石、御影石、墓石、石造モニュメント、加工石、天然岩石、石造腰掛などの石材からなる品々；電柱、平面道路、高架道路、盛土道路、切土道路、道路縁石、道路用壁、鉄道用壁、鉄道用プラットホーム、荷作業用プラットホーム、建築物用壁、建築物用床、境界用壁、建築物、工作物、建物、建物の布基礎および基礎、桟橋、護岸、岸壁、防波堤、歩道、駐車場床、テトラポット、ダ厶、放水路、ヒューム管、Ｕ字管、集合枡、トンネル、モニュメント、ブロック、プール、ベンチ、腰掛、気泡コンクリートなどのコンクリート材料からなる品々；おもちゃ、遊具、モニュメント、反射板、ベンチ、腰掛、衝撃緩衝具など発泡樹脂材料からなる品々；家具、建具、内装建材、外装建材、土台、柱、壁、ベンチ、腰掛、遊具、おもちゃ等やパーチクルボード、ベニヤなどの木質系材料からなる品々；あるいは、ハードボード、スレート、木質系セメント板、繊維系強化セメント板などのセメント品：テラゾータイル、モザイクタイルなどのタイル品：その他にも、石膏ボード、軽量不燃建材、漆喰、リシン、粘土瓦、瓦、モルタル、セラミック、レンガ、金属、非鉄金属、繊維、紙などからなる品々がある。それらの材料および材質からなる品々を単品若しくは組合せ、又は貼り合わせ、及び積層されたものも含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】  水素イオン濃度９〜１３のアルカリ性表面層の上から水素イオン濃度１〜５の酸性溶剤をコーティングすることで表面層は素早く中性化し反応凝固する。【００２０】  石製品、コンクリート製品、タイル製品、発泡樹脂製品、発泡セメント製品、木質系製品なと、天候による湿気／乾燥および寒冷地における凍結／融解のサイクルによって発生するクラックや損傷を予防する効果がある。【００２１】  乾燥して得られた固形分は、完全無機質であり大気中のあらゆる条件（雨・風・気温・湿度・紫外線・オゾン）等に左右されることの無い優れた耐候性を有す。【００２２】  基材の表面付近に不溶性結晶体を形成するため、耐久（強度・防埃・耐磨耗）性が向上し、汚れ防止効果としてのカビ・藻・エフロ等の発生を抑制する効果が有り、維持費・管理費などが削減できる。【００２３】  高密度で無機質の優れた防水性と防汚性により、海岸に面した建築物や構造物および工作物は塩害や劣化予防に効果的。【００２４】  コンクリートの仕上げ剤として表面風化防止および表面保護剤として中性化予防に効果的。【００２５】  可燃物質の木質系製品、発泡樹脂製品、紙製品などは難燃性効果を得る。【００２６】  石材の裏面、小口面処理は壁面や地盤面からの吸水を遮断し、亀裂、剥がれ等による事故防止策となる。【００２７】  無機質の溶剤であり、作業者に悪臭など不快感を与えることはない、また、火災、爆発等の心配が無く安心。【００２８】  基材が有機質素材からなる木質系材料または発泡樹脂材料あるいは有機質塗装を施した製品などに落書きされた場合でも、洗剤等で簡単に落書きを消去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  基材表面に水素イオン濃度９〜１３に調整された珪酸ナトリウムを含有する表面層が形成され、さらにその上に水素イオン濃度１〜５の結晶化促進剤をコーティングすると前記珪酸ナトリウムは接触に応じて反応凝固する。これは塩類がイオンを放出し、安定性を保持している表面電荷に干渉し、バランスがくずれ粒子の集合によりゲル化をおこすと為と考えられる現象に着目した。さらにその現象を応用することにより本発明に至った。
【実施例１】
【００３０】  試料は、台湾産・御影石（バルモラルレッド）１００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ＝５枚とした。
１．＃１試料〜＃５試料を水道水（ｐＨ７．１）にて表面部の汚れ洗浄を実施した後、直ちに試験を開始した。
２．試料は汚れ洗浄した時にたっぷりと吸水した状態のものである。＃試料１〜＃５試料表面に水素イオン濃度１２．１の珪酸ナトリウム溶剤（時田無機材料、ＴＧ−２０）３ｇを均一にスプレーコーティング（ボリュメール塗装機）して、２０分間気温２６℃・湿度４５％晴天の屋外で乾燥した。
３．２０分の乾燥後、次に、その上から水素イオン濃度３．５の結晶化促進剤（ＳＫＴ、ＳＫ−３５）３ｇを均一にスプレーコーティング（ボリュメール塗装機）して、３時間気温２６℃・湿度４５％晴天の屋外で乾燥した。
４．＃１試料〜＃５試料を気温２６℃・湿度４５％晴天の屋外で３時間乾燥後、各々の重量を測定した。結果、＃１試料・１１２０ｇ、＃２試料・１１１５ｇ、＃３試料・１１１５ｇ、＃４試料・１１２０ｇ、＃５試料・１１２５ｇであった。
５．重量測定した＃１試料〜＃５試料を水道水（ｐＨ７．１）の入った容器内に１時間浸漬した後、乾いた布で水分を拭き取り各々の重量を再度測定した。
その結果、＃１試料・１１２１ｇで＋１ｇ、＃２試料・１１１５ｇで±０ｇ、＃３試料・１１１５ｇで±０ｇ、＃４試料・１１２２ｇで＋２ｇ、＃５試料・１１２６ｇで＋１ｇであった。
【実施例２】
【００３１】  試料は、台湾産・大理石（Ｇ−６６４）１００ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ＝５枚とした。
１・＃６試料〜＃１０試料を水道水（ｐＨ６．９）にて表面部の汚れ洗浄を実施した後、直ちに試験を開始した。
２．試料は汚れ洗浄した時にたっぷりと吸水している状態のものである。＃試料６〜＃１０試料を水素イオン濃度１０．５のコロイダルシリカと珪酸ナトリウムの溶剤（時田無機材料、ＴＨ−１０）がたっぷりと入った容器に５分間浸漬した。
３．試料を５分間浸漬してからウエスで表面の水分をふき取った後、今度は水素イオン濃度３．５の結晶化促進剤（ＳＫＴ、ＳＫ−３５）がたっぷりと入った容器に５分間浸漬した。
４．５分間浸漬した＃試料６〜＃１０試料の表面の水分をウエスでふき取った後、気温２６℃・湿度４５％晴天の屋外で３時間乾燥してから、各々の重量を測定した結果、＃６試料・９８５ｇ、＃７試料・９９０ｇ、＃８試料・９９０ｇ、＃９試料・９９７ｇ、＃１０試料・９７５ｇであった。
５．次に、重量測定した＃６試料〜＃１０試料を水道水（ｐＨ７．１）の入った容器内で１時間浸漬してから、乾いたウエスで水分を拭き取り各々の重量を再度測定した。
その結果、＃６試料・９８５ｇで±０ｇ、＃７試料・９９２ｇで＋２ｇ、＃８試料・９９１ｇで±１ｇ、＃９試料・９９９ｇで＋２ｇ、＃１０試料・９７８ｇで＋３ｇであった。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  コロイダルシリカや珪酸ナトリウムを含む無機物質の多くは粒子形状であり、それらの物質に防水機能を付加することには無理があり多少の吸水能を我慢するか、又は、無機化合物に有機化合物を併用する方法が一般的となっている。
国際的環境保護問題からも多くの製品が無機質の材料を採用する方向に向かっている。そのような状況下て無機質コーティング剤は環境ホルモン・ダイオキシン・ＶＯＣなどを生成することが無く、待望の発明品といえる。
本発明にあっては、表面付近が不溶性の無機物質の結晶体による密閉層となり、初期目的の完全防水機能が達成できたばかりでなく、更に、耐候性、難燃性、塩害防止、コンクリート劣化補強（強度増強）、気候サイクル（乾燥／吸水・凍結／融解）による劣化防止、耐薬品性（各種油類・各種アルコール類・界面活性剤・酸など）の向上にも効果的である。
さらに、コンクリート打ちっぱなし建築物や橋脚などは密閉性（防水性）効果により、塵・埃による汚れ、酸性雨・水分の吸入予防により耐久性の向上を図ることができ、メンテナンスフリー効果（コストの低減）等々、当初想定していた以上の産業上の利用可能範囲が拡大した。
なを、当該シリカ反応凝固による防水および防汚手段は、特別な装置も設備も必要なく常温コーティングできる。